Тепловая трубка

[Parkhomuk]

Я сделал тепловую трубку: внутренний диаметр 8 мм, длина 150 мм, установлена вертикально, возврат жидкой фазы рабочего тела за счет силы тяжести, материал корпуса нержавеющая сталь, рабочее тело - фреон R134a. К нижнему концу трубки подводил мощность 10 Вт. Когда система приходила в тепловое равновесие, то на нижнем конце устанавливалась температура +55 град., а на верхнем конце +40.
Такой перепад температур в 15 градусов (при количестве заправленного фреона 2,5 см.куб.) это нормально?

Сам я ожидал разницу в 1 - 2 градуса не больше, так как ориентировался на давление насыщенных паров, а при такой разнице температур, для этого фреона, соответствующий перепад давлений составляет около 4,5 атм.

[GraNiNi]

Parkhomuk в сообщении #975047 писал(а):

К нижнему концу трубки подводил мощность 10 Вт.

при такой разнице температур, для этого фреона, соответствующий перепад давлений составляет около 4,5 атм.

Какая длина трубки обогревалась и каким способом (спираль)?

Такого перепада давления в такой короткой трубке быть не может.

[Parkhomuk]

Трубка грелась снизу, длина зоны нагрева 3 см.
Нагревание осуществлялось электрически, но не спираль, если Вы спрашивали про спираль в предположении что у меня мог быть большой градиент температуры на нагревателе и в его зоне и я тупо неправильно померял температуры, то нет с этой стороны все нормально.

GraNiNi в сообщении #975200 писал(а):

Такого перепада давления в такой короткой трубке быть не может.

Это я и сам понимаю, зато у меня есть перепад температуры в 15 градусов, вот это я и не могу объяснить.

[Skeptic]

Это не тепловая трубка. Так же можно считать тепловой трубкой чайник с крышкой - снизу греем, с крышки снимаем тепло.

[Xey]

В чайнике кроме пара есть воздух, он наверно мешает испарению воды и переменщению пара от горячего конца к холодному.
В тепловой трубке воздуха по-моему не должно быть .
Надо продумать процедуру заполнения фреоном , чтобы воздуха не оставалось.

[GraNiNi]

Parkhomuk в сообщении #975742 писал(а):

Нагревание осуществлялось электрически, но не спираль,

Parkhomuk в сообщении #975047 писал(а):

К нижнему концу трубки подводил мощность 10 Вт.

Это не означает, что вся мощность расходовалась на нагрев трубки, так как теплопотери не определялись.
Каков наружный диаметр трубки (наверное 10 мм)?
Тогда тепловой поток с наружной поверхности трубки (конвекция + излучение) не превышает 2 Вт, а остальные 8 Вт - теплопотери на греющем конце.

Вопрос: как измеряли температуру на концах трубки (термопара, качество контакта)?

Xey в сообщении #975798 писал(а):

Надо продумать процедуру заполнения фреоном , чтобы воздуха не оставалось.

Стандартная процедура известна - вакуумирование перед заполнением, но делал ли это ТС?

-- Пн фев 09, 2015 15:14:55 --

Parkhomuk в сообщении #975742 писал(а):

Это я и сам понимаю, зато у меня есть перепад температуры в 15 градусов, вот это я и не могу объяснить.

Возможно фреон циркулирует, большей частью, в верху трубки, испаряясь где-то посередине, не достигая самого низа.
Кроме того, так как трубка достаточно тонкая, то его значительная часть может зависнуть, сконденсировавшись в вернем тупиковом конце и не опускаться вниз находясь под подпором давления паров.

[Parkhomuk]

GraNiNi в сообщении #975835 писал(а):

Это не означает, что вся мощность расходовалась на нагрев трубки... как измеряли температуру на концах трубки (термопара, качество контакта)?

А какую погрешность Вы ожидаете? С мощностью я понял по Вашим оценкам. А с температурой?

Xey в сообщении #975798 писал(а):

Надо продумать процедуру заполнения фреоном , чтобы воздуха не оставалось

Да, моя процедура заправки была далеко от классики.

GraNiNi в сообщении #975835 писал(а):

Стандартная процедура известна - вакуумирование перед заполнением

Так заправить не удалось, жидкой фазы не получалось (одни пары), пришлось захолаживать и заливать жижу через по "горло" (т.е. полностью заместить внутренний объем), а далее, через клапан, стравливался излишек фреона (в виде пара, при нагреве системы) с остатками воздуха (если они были, количество заправки контролировалось по изменению массы системы). Так что полностью исключить присутствие воздуха нельзя, но мне кажется не может его там быть аж на 4-5 атм. парциального давления.

GraNiNi в сообщении #975835 писал(а):

Возможно фреон циркулирует, большей частью, в верху трубки, испаряясь где-то посередине, не достигая самого низа...

Как на Ваш взгляд можно достоверно определить такой режим циркуляции фреона?

[GraNiNi]

Parkhomuk в сообщении #975924 писал(а):

Как на Ваш взгляд можно достоверно определить такой режим циркуляции фреона?

Промерить температуру и нарисовать график изменения температуры по длине трубки.

[Xey]

Ну, что получается, должно работать, процедура заправки правильная, в чем дело?
Может попробовать в бутылке от шампанского, чтобы визуально посмотреть.
В сети описаны самоделки на воде и на ацетоне.
Я тоже хочу, только в виде двух больших емкостей, соединенных тонкой трубкой .

[upgrade]

может дело в том, что при $55$ градусах в трубке давления не хватает, чтобы фреон в жидкой фазе был и он там нигде не кипит и не испаряется, а по всей длине трубки в одном и том же состоянии?

[Xey]

Да, видимо перегрев.
Надо верхнюю часть вморозить в кусок льда.

[Parkhomuk]

GraNiNi в сообщении #976025 писал(а):

Промерить температуру и нарисовать график изменения температуры по длине трубки

Нет надежной возможности, изначально было заложено только два места (с торцов) под установку датчиков температуры. Зато я побаловался с различным количеством заправляемого фреона от 0 до 7 см.куб. (т.е. от пустой до практически полностью заполненной) и в диапазоне 2 - 5 см. куб. разницы в работе особой нет, в диапазоне 5-7 не могу сказать ничего определенного (мало статистики собрал), а вот при уменьшении заправки ниже 2 кубиков наблюдается устойчивый рост перепада температур концов трубки. Не уверен, что на этом основании можно строить предположения о режиме циркуляции фреона, но всеж...
Сейчас копаю в сторону определения коэффициента теплоотдачи при кипении фреона на стенке, а то площади у меня маленькие, может тут все нормально и весь перепад температур высаживается на теплосопротивлении контакта стенка/фреон.

[upgrade]

Parkhomuk в сообщении #976945 писал(а):

Сейчас копаю в сторону определения коэффициента теплоотдачи при кипении фреона на стенке, а то площади у меня маленькие, может тут все нормально и весь перепад температур высаживается на теплосопротивлении контакта стенка/фреон.

вы пониже температуру сделайте - не $55$ и $20$ снаружи, а например $10$ и $-10$ снаружи и посмотрите на разницу.
может там нет никаких перемещений фреона - трубка короткая весь фреон нагрелся перешел в газообразное состояние и никуда не двигается, а весь теплообмен по стенкам трубки идет отсюда и разница температур такая.

[Parkhomuk]

Xey в сообщении #976857 писал(а):

Может попробовать в бутылке от шампанского, чтобы визуально посмотреть

Страшно, ведь давления там 10 -15 атм.

upgrade в сообщении #976867 писал(а):

может дело в том, что при $55$ градусах в трубке давления не хватает, чтобы фреон в жидкой фазе был и он там нигде не кипит и не испаряется, а по всей длине трубки в одном и том же состоянии?

Нет, критическая температура 101 градус.

Xey в сообщении #976869 писал(а):

Да, видимо перегрев.

Вы имеете ввиду кризис кипения?

[upgrade]

Parkhomuk в сообщении #976954 писал(а):

Нет, критическая температура 101 градус.

а давление?

вот данные по фреону
http://geofrost.ru/freons/66
критическое давление $4,06$ МПа
так это $40$ атм. у вас в трубке $40$ атм?